KR101467887B1 - Combined remotely operated vehicle and power supplying method of remotely operrated vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중에서 작업을 수행하는 작업 로봇 및 수중에서 작업을 수행하는 작업 로봇에 전원을 공급하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work robot performing work in water and a method of supplying power to a work robot performing work in water.
일반적으로 작업 로봇(ROV; Remotely Operated Vehicle)은 예를 들어 수중에서 해저 오일/가스 생산시스템의 설치, 검사, 유지 보수 또는 해체 작업, 해저 자원의 탐사 작업, 해저 케이블의 설치 작업, 해상 풍력 터빈 설치 지원 작업, 침몰 선박의 인양 작업, 해양 연구를 위한 심해 염분, 수온, 수심 등의 분석 작업 또는 수중 구조물의 수리 작업 등과 같은 작업을 수행한다. 이러한 작업 로봇은 예를 들어 테더 케이블(tether cable)을 통해 모선이나 지상 측의 통제실과 연결되며, 통제실의 작업 로봇 조종자에 의하여 원격으로 조종되어 운용된다. 기존에는 테더 케이블을 관리하는 테더 관리 장치(TMS; Tether Management System)를 수중에 두어, 엄비리컬 케이블(umbilical cable)을 통해 모선으로부터 수중의 테더 관리 장치로의 전원 공급 및 통신을 수행하고, 테더 케이블을 통해 테더 관리 장치로부터 작업 로봇으로의 전원 공급 및 통제실과 작업 로봇 간의 통신을 수행하고 있다.In general, a remotely operated vehicle (ROV), for example, installs, inspects, maintains or disassembles a subsea oil / gas production system in the water, explores submarine resources, installs submarine cables, installs offshore wind turbines Support operations, salvage operations of sinking vessels, analysis of deep sea salt for marine research, water temperature, water depth, etc., or repair work of underwater structures. These work robots are connected to the control room on the bus or the ground side, for example, via a tether cable, and are remotely controlled and operated by a work robot operator in the control room. In the past, a tether management system (TMS), which manages a tether cable, is placed underwater to perform power supply and communication from a bus line to an underwater tether management apparatus through an umbilical cable, Power is supplied from the tether management device to the work robot through the cable, and communication between the control room and the work robot is performed.
그런데, 기존 방식은 테더 관리 장치를 선상에서 수중으로 진수하거나, 수중으로부터 선상으로 회수하기 위해 모선에 큰 규모의 진수 및 회수 장치(LARS; Launcher And Recovery System)를 두어야 할 뿐 아니라, 전원 공급 및 통신을 위한 엄비리컬 케이블 및 테더 케이블의 두께가 커서 엄비리컬 케이블 및 테더 케이블을 권취하기 위해 모선에 설치되는 윈치의 규모가 커지며, 테더 관리 장치와 진수 및 회수 장치의 이송을 위해 약 10여 톤 이상의 무게에 달하는 고용량 크레인을 선적하여야 하므로, 운용 비용의 소모가 큰 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 테더 케이블의 간섭으로 인해 작업 로봇의 운용이 제한되고, 테더 관리 시스템과 작업 로봇 간의 길이가 약 1km 이하로 제한되어 작업 로봇의 작업 반경에 한계가 따르는 문제점도 발생하였다.However, in the conventional method, it is not only necessary to place a large-scale launcher and recovery device (LARS) on the bus for launching the tether management device from the ship into the water, or recovering the ship from the water, The larger the thickness of the umbilical cable and the tether cable, the larger the winch installed on the bus to wind up the umbilical cable and the tether cable, and the greater the capacity of the tether management system and the launch and return system, A high-capacity crane having a weight equal to or more than the weight of the crane is required to be shipped. In addition, the operation of the work robot is restricted due to the interference of the tether cable, and the length between the tether management system and the work robot is limited to about 1 km or less, which causes a problem that the work radius of the work robot is limited.
한편, 테더 관리 장치를 이용하여 작업 로봇에 전원을 공급하는 대신, 작업 로봇에 직접 배터리를 설치하여 운용하거나, 수중에 도킹 스테이션(docking station)을 설치하여 작업 로봇의 배터리 방전시 충전하여 운용하는 방식을 고려할 수 있으나, 전자의 경우 배터리 용량의 한계로 인해 작업 로봇을 이용하여 주로 간단한 탐사 또는 샘플 채취 등의 제한적인 작업만을 수행할 수 있을 뿐이며, 후자의 경우 도킹 스테이션을 설치하는 별도의 작업을 필요로 하며 도킹 스테이션을 설치하는데 과도한 비용이 소모되며 배터리 충전 동안 작업 로봇을 운용하여 수중 작업을 수행하지 못하는 문제점이 발생한다.On the other hand, instead of supplying power to the work robot using the tether management device, a battery may be directly installed in the work robot, or a docking station may be installed in the hand to charge and discharge the battery of the work robot However, due to the limitation of the battery capacity in the former case, it is only possible to perform limited tasks such as simple exploration or sampling by using the work robot. In the latter case, it is necessary to install a docking station separately The docking station is excessively expensive to install, and the work robot is operated during the charging of the battery, so that the underwater work can not be performed.
본 발명은 수중에서 테더 관리 장치나 도킹 스테이션을 운용하지 않고도 작업 로봇으로 전원을 공급할 수 있는 복합형 수중 작업 로봇 및 작업 로봇의 전원 공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hybrid type underwater work robot and a work robot power supply method capable of supplying power to a work robot without operating a tether management device or a docking station in water.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 작업 로봇으로 전원을 공급하는 테더 케이블로 인해 작업 로봇에 간섭이 발생하거나 작업 반경이 제한되지 않도록 하는 복합형 수중 작업 로봇 및 작업 로봇의 전원 공급 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid type underwater work robot and a power supply method for a work robot in which interference occurs in a work robot due to a tether cable supplying power to the work robot or a work radius is not limited have.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 배터리 충전을 위해 작업 로봇의 수중 작업을 중단하지 않고 연속적으로 수중 작업을 수행할 수 있도록 하는 복합형 수중 작업 로봇 및 작업 로봇의 전원 공급 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid type underwater work robot and a power supply method for a work robot, which can continuously perform underwater work without interrupting the underwater work of the work robot for charging the battery .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따른 복합형 수중 작업 로봇은 수중에서 작업을 수행하는 작업 로봇; 및 상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함한다.A hybrid type underwater work robot according to one aspect of the present invention includes: a work robot that performs work in water; And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And one or more power supply robots moving to a predetermined position.
상기 작업 로봇은, 상기 전원 공급용 로봇을 탑재하는 탑재 프레임; 및 상기 전원 공급용 로봇의 상기 작업 로봇으로의 전원 공급 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임에 고정시키고, 상기 전원 공급용 로봇의 충전 또는 교체 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임으로부터 분리시키는 고정 및 분리 수단을 포함할 수 있다.The work robot includes: a mounting frame for mounting the power supply robot; And a power supply control unit for controlling the power supply robot so that the power supply robot is fixed to the mount frame in a power supply mode to the work robot of the power supply robot, And may include fixing and separating means for separating.
상기 전원 공급용 로봇은 적어도 일 측에 하나 이상의 연결홀이 형성된 외부 프레임을 포함하며, 상기 고정 및 분리 수단은, 상기 탑재 프레임에 탑재된 상기 전원 공급용 로봇의 상기 수용홈 안으로 삽입되어 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임에 고정시키고, 상기 수용홈으로부터 인출되어 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임으로부터 분리시키는 고정 부재; 및 상기 전원 공급 모드에서 상기 고정 부재가 상기 수용홈 안으로 삽입되도록 상기 고정 부재를 일 방향으로 구동하고, 상기 전원 공급 모드로부터 상기 충전 또는 교체 모드로의 전환시 상기 고정 부재가 상기 수용홈으로부터 인출되도록 상기 고정 부재를 상기 일 방향의 반대 방향으로 구동하는 구동 수단을 포함할 수 있다.Wherein the power supply robot includes an outer frame having at least one connection hole formed on at least one side thereof and the fixing and separating means is inserted into the receiving groove of the power supply robot mounted on the mounting frame, A fixing member for fixing the robot for use to the mounting frame and detaching the power supply robot from the mounting frame taken out from the receiving groove; And a control unit which drives the fixing member in one direction so that the fixing member is inserted into the receiving groove in the power supply mode and that when the switching from the power supply mode to the charging or replacement mode is performed, And driving means for driving the fixing member in a direction opposite to the one direction.
상기 작업 로봇은, 상기 전원 공급용 로봇을 탑재하는 탑재 프레임; 및 상기 전원 공급용 로봇이 상기 탑재 프레임에 탑재된 상태에서 상기 전원 공급용 로봇의 상기 전원 공급부와 연결되며, 상기 전원 공급부의 전원을 상기 작업 로봇의 전원 공급 모듈로 공급하는 전원 케이블 부재를 포함할 수 있다.The work robot includes: a mounting frame for mounting the power supply robot; And a power cable member connected to the power supply unit of the power supply robot in a state where the power supply robot is mounted on the mount frame and supplying power of the power supply unit to the power supply module of the work robot .
상기 하나 이상의 전원 공급용 로봇은, 상기 작업 로봇의 제1 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제1 전원 공급부를 포함하며, 상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 제1 전원 공급용 로봇; 및 상기 작업 로봇의 제2 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 상기 제2 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 제2 전원 공급용 로봇을 포함할 수 있다.Wherein the at least one power supply robot includes a first power supply unit mounted on the first mounting frame of the work robot so as to be detachable and mounted on the work robot to supply power to the work robot, A first power supply robot which is separated from the work robot for charging or replacing a supply part, moves up to a water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position; And a second power supply unit mounted on the second mounting frame of the work robot and detachably mounted on the work robot for supplying electric power to the work robot, and for charging or replacing the second power supply unit, And a second power supply robot which is separated from the work robot and ascends to the water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position.
상기 작업 로봇은, 적어도 일 측에 개구부가 형성된 프레임; 상기 프레임에 설치되며, 상기 제1 전원 공급용 로봇의 상기 제1 전원 공급부 및 상기 제2 전원 공급용 로봇의 상기 제2 전원 공급부로부터 제1 전원 및 제2 전원을 제공받아 상기 작업 로봇의 각 기능부로 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 포함하며, 상기 전원 공급 모듈은, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원의 전원 잔여량을 감지하는 전원 감지부; 상기 전원 감지부의 감지 결과에 따라 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 하나를 선택하는 전원 선택부; 및 상기 전원 선택부에 의해 선택된 전원을 분배하여 상기 작업 로봇의 각 기능부로 전원을 공급하는 전원 분배 공급부를 포함할 수 있다.The work robot includes: a frame having an opening formed on at least one side thereof; And a second power supply unit that is provided in the frame and receives the first power supply and the second power supply from the first power supply unit of the first power supply robot and the second power supply unit of the second power supply robot, And a power supply module for supplying power to the first power source and the second power source, wherein the power supply module includes: a power source sensing unit for sensing a remaining power level of the first power source and the second power source; A power selection unit selecting one of the first power source and the second power source according to the detection result of the power sensing unit; And a power distribution unit for distributing the power selected by the power selection unit and supplying power to each function unit of the work robot.
상기 하나 이상의 전원 공급용 로봇은, 하나 이상의 작업 툴을 내장하며, 상기 작업 툴을 외부로 배출하기 위한 게이트를 구비하는 툴 모듈을 더 포함할 수 있다.The at least one power supply robot may further include a tool module having one or more working tools embedded therein and having a gate for discharging the working tool to the outside.
상기 작업 로봇은, 적어도 일 측에 개구부가 형성된 프레임; 상기 프레임에 설치되는 추진기; 상기 프레임에 설치되며, 상기 추진기를 구동하는 추진기 구동부; 상기 프레임에 설치되는 로봇 아암; 상기 프레임에 설치되며, 상기 로봇 아암을 구동하는 로봇 아암 구동부; 상기 프레임에 설치되는 통신 모듈; 상기 프레임에 설치되는 영상 촬영 모듈; 상기 프레임에 설치되는 전원 공급 모듈; 및 상기 프레임에 설치되며, 상기 추진기 구동부, 상기 로봇 아암 구동부, 상기 통신 모듈, 상기 영상 촬영 모듈 및 상기 전원 공급 모듈을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 전원 공급 모듈은 상기 전원 공급용 로봇의 상기 전원 공급부로부터 전원을 제공받아 상기 추진기 구동부, 상기 로봇 아암 구동부, 상기 통신 모듈, 상기 영상 촬영 모듈 및 상기 제어부로 전원을 공급할 수 있다.The work robot includes: a frame having an opening formed on at least one side thereof; A propeller installed in the frame; A propeller driving unit installed in the frame and driving the propeller; A robot arm installed in the frame; A robot arm driver installed in the frame for driving the robot arm; A communication module installed in the frame; An imaging module installed in the frame; A power supply module installed in the frame; And a control unit installed in the frame for controlling the propeller driving unit, the robot arm driving unit, the communication module, the image capturing module, and the power supply module, wherein the power supply module is connected to the power source And supplies power to the propeller drive unit, the robot arm drive unit, the communication module, the image pickup module, and the control unit by receiving power from the supply unit.
상기 작업 로봇은 광섬유를 권취하는 권취부를 더 포함하며, 상기 통신 모듈은 상기 광섬유를 통해 모선 또는 지상 측의 통제부와 통신을 수행할 수 있다.The work robot further includes a winder for winding the optical fiber, and the communication module can perform communication with the controller on the bus or the ground side through the optical fiber.
상기 작업 로봇은 상기 작업 로봇의 전원 공급 모듈과 연결되는 전원 케이블 부재를 포함하며, 상기 전원 공급용 로봇은, 상기 전원 공급부를 내장하며, 상기 전원 공급부로부터 상기 전원 공급용 로봇의 외면 측으로 상기 작업 로봇의 상기 전원 케이블 부재가 삽입되는 연결홀이 형성된 전원 모듈; 하나 이상의 센서부를 포함하는 적어도 하나의 센서 모듈; 및 부력을 제공하는 부력 장치 및 유영 기능을 제공하는 유영 장치 중 적어도 하나를 포함하는 이동 모듈을 포함할 수 있다.Wherein the work robot includes a power cable member connected to a power supply module of the work robot, wherein the power supply robot includes the power supply unit, the power supply unit supplies power from the power supply unit to an outer surface side of the power supply robot, A power module having a connection hole through which the power cable member is inserted; At least one sensor module including at least one sensor portion; And a moving module including at least one of a buoyancy device for providing buoyancy and a swimming device for providing a swimming function.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 작업 로봇이 상기 작업 로봇에 설치된 제1 전원 공급용 로봇의 제1 전원 공급부로부터 제1 전원을 공급받아 수중에서 작업을 수행하며, 상기 제1 전원 공급부의 전원 잔여량을 감지하는 단계; 상기 제1 전원 공급부의 상기 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 제1 전원 공급용 로봇을 상기 작업 로봇으로부터 분리시키는 단계; 그리고 상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 제1 전원 공급용 로봇이 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 단계를 포함하는 작업 로봇의 전원 공급 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a work robot receives first power from a first power supply unit of a first power supply robot installed in the work robot and performs work in water, and the remaining power of the first power supply unit ; Separating the first power supply robot from the working robot when the power remaining amount of the first power supply unit is less than a preset threshold value; And supplying power to the work robot, wherein the first power supply robot moves up to a water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position for charging or replacing the first power supply unit .
상기 작업 로봇의 전원 공급 방법은, 상기 제1 전원 공급부의 상기 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 전원 잔여량을 감지하는 단계 및 상기 분리시키는 단계 사이에, 상기 작업 로봇이 상기 작업 로봇에 설치된 제2 전원 공급용 로봇의 제2 전원 공급부로부터 제2 전원을 공급받아 수중에서 작업을 수행하며, 상기 제2 전원 공급부의 전원 잔여량을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the power supply method of the work robot includes a step of detecting the remaining power of the power supply when the power remaining amount of the first power supply unit is less than a preset threshold value, The robot may further include a step of receiving a second power from a second power supply unit of the second power supply robot and performing a work in water, and sensing a remaining power level of the second power supply unit.
상기 작업 로봇의 전원 공급 방법은, 상기 이동하는 단계 이후, 상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체가 완료되면, 상기 제1 전원 공급용 로봇이 상기 작업 로봇으로 이동하는 단계; 상기 제2 전원 공급부의 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 작업 로봇이 상기 제1 전원 공급용 로봇의 상기 제1 전원 공급부로부터 상기 제1 전원을 공급받아 수중에서 작업을 수행하는 단계; 상기 제2 전원 공급용 로봇을 상기 작업 로봇으로부터 분리시키는 단계; 그리고 상기 제2 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 제2 전원 공급용 로봇이 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of supplying power to the work robot includes moving the first power supply robot to the work robot after completing the charging or replacement of the first power supply unit after the moving step. The work robot receives the first power from the first power supply unit of the first power supply robot and performs work in water when the remaining power of the second power supply unit is less than a preset threshold value; Separating the second power supply robot from the work robot; The second power supply robot may be raised to a water surface by buoyancy or swim in water to move to a predetermined position for charging or replacing the second power supply unit.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 수중에서 테더 관리 장치나 도킹 스테이션을 운용하지 않고도 작업 로봇으로 전원을 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, power can be supplied to the work robot without operating the tether management device or the docking station in water.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작업 로봇으로 전원을 공급하는 테더 케이블로 인해 작업 로봇에 간섭이 발생하거나 작업 반경이 제한되는 것을 방지할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent interference with the work robot due to the tether cable that supplies power to the work robot, or limitation of the work radius.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 배터리 충전을 위해 작업 로봇의 수중 작업을 중단하지 않고 연속적으로 수중 작업을 수행할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to continuously perform an underwater operation without interrupting the underwater operation of the work robot for charging the battery.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇이 수중 작업을 수행하는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 정면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 좌측면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 'A'부의 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급용 로봇의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급 모듈의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 전원 공급 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급용 로봇의 측면도이다.1 is a view showing a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention performing an underwater operation.
2 is a perspective view of a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of the hybrid type underwater work robot shown in FIG.
4 is a front view of the hybrid type underwater work robot shown in FIG.
Fig. 5 is a left side view of the hybrid type underwater work robot shown in Fig. 2. Fig.
6 is an enlarged perspective view of the 'A' portion shown in FIG.
7 is a side view of a power supply robot constituting a hybrid type underwater working robot according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram of a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram of a power supply module constituting a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart of a power supply method of a work robot according to an embodiment of the present invention.
11 is a side view of a power supply robot constituting a hybrid underwater working robot according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 이와 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이며, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of illustrating the present invention easily, and the shapes shown in the drawings may be exaggeratedly displayed to facilitate understanding of the present invention as needed.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및 이 동사의 다양한 활용형들은 언급된 구성요소, 단계 및 동작 외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않을 것이다. 본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략될 수 있다.Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and the text of this application. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used in the specification, "includes" and various uses of the verb will not preclude the presence or addition of one or more other elements, steps, and operations other than the named elements, steps, and operations. In the following description, a detailed description of known configurations or functions related to the present invention may be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be blurred.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇은 작업 로봇에 전원 공급용 로봇을 분리 가능하도록 탑재하며, 작업 로봇은 작업 로봇에 탑재된 전원 공급용 로봇으로부터 전원을 공급받아 수중 작업을 수행한다. 전원 공급용 로봇은 전원 소모시 전원의 충전이나 교체를 위해 작업 로봇으로부터 분리되어, 부력이나 유영에 의하여 수면으로 이동하며, 모선으로 회수되어 전원 충전 또는 교체 후 수중으로 진수되어 다시 작업 로봇 측으로 이동한다.The hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention includes a robot for power supply detachably mounted on a work robot, and the work robot receives power from a power supply robot mounted on the work robot to perform an underwater work . The power supply robot is separated from the work robot for charging or replacing the power source when the power is consumed, and is moved to the water surface by buoyancy or swimming, is recovered as a bus, is launched into the water after charging or replacing the power source, .
본 발명의 일 실시예에 의하면 수중에 테더 관리 장치(TMS; Tether Management System)나 도킹 스테이션(docking station)나 도킹 스테이션을 운용하지 않고도 작업 로봇으로 전원을 공급할 수 있으며, 테더 케이블(tether cable)의 전원선 없이 작업 로봇에 전원을 공급할 수 있어 작업 로봇은 테더 케이블에 의해 간섭되거나, 작업 반경이 제한됨이 없이 수중 작업을 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 전원 공급용 로봇이 전원 충전 또는 교체를 위해 작업 로봇으로 분리되어 있을 때, 다른 하나의 전원 공급용 로봇을 이용하여 작업 로봇으로 전원을 공급하거나, 전원 공급용 로봇의 전원 충전 또는 교체 시점에 대비한 배터리를 이용하여 작업 로봇에 전원을 공급함으로써, 수중 작업을 중단하지 않고 연속적으로 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, power can be supplied to a work robot without operating a tether management system (TMS), a docking station, or a docking station in water, and a tether cable The work robot can be supplied with power without the power line, so that the work robot can be interrupted by the tether cable or can perform the underwater work without the limitation of the working radius. In addition, when the power supply robot is separated by the work robot for power charging or replacement, power is supplied to the work robot by using another power supply robot, or when the power supply robot is powered or replaced Power can be supplied to the work robot by using a battery in preparation for continuous operation without interrupting the underwater work.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇이 수중 작업을 수행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇(10)은 작업 로봇(100)과, 전원 공급용 로봇(200,300)을 포함한다. 작업 로봇(100)은 예를 들어 해저에서 오일/가스 생산시스템의 설치, 검사, 유지 보수 또는 해체 작업, 해저 자원의 탐사 작업, 해저 케이블의 설치 작업 또는 해상 풍력 터빈의 설치 지원 작업 등과 같은 수중 작업을 수행할 수 있다. 작업 로봇(100)은 모선(400)이나 지상 측의 조종자에 의해 조종되어 이동될 수도 있고, 미리 저장된 항해 프로그램에 따라 자율적으로 항해하여, 필요한 작업들을 수행할 수도 있다.1 is a view showing a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention performing an underwater operation. 1, the hybrid type
전원 공급용 로봇(200,300)은 작업 로봇(100)에 분리 가능하게 탑재되며, 작업 로봇(100)으로 전원을 공급한다. 일 실시예에 있어서, 제1 전원 공급용 로봇(200)은 작업 로봇(100)에 탑재된 상태에서 작업 로봇(100)에 전원을 공급하며, 작업 로봇(100)은 제1 전원 공급용 로봇(200)으로부터 제공되는 전원을 이용하여 수중 작업을 수행한다. 만약, 제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원 잔여량이 미리 결정된 임계값에 미달하면, 제1 전원 공급용 로봇(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 로봇(100)으로부터 분리되어 부력에 의해 또는 유영을 통해 수면으로 상승하며, 모선(400)으로 회수된다. 모선(400)에서 제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원이 충전 또는 교체되면, 제1 전원 공급용 로봇(200)은 모선(400)으로부터 수중으로 진수되어 작업 로봇(100) 측으로 이동한 후, 다시 작업 로봇(100)에 탑재된다.The
제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원 충전 또는 교체를 위해 제1 전원 공급용 로봇(200)이 작업 로봇(100)으로부터 분리되는 시점부터는, 작업 로봇(100)에 탑재되어 있는 제2 전원 공급용 로봇(300)이 배터리 소모시까지 작업 로봇(100)에 전원을 공급하므로, 작업 로봇(100)은 제1 전원 공급용 로봇(200)이 분리되어 있는 동안에도 수중 작업을 중단하지 않고 연속적으로 수중 작업을 수행할 수 있다. 작업 로봇(100)은 테더 관리 장치의 테더 케이블을 통해 전원을 공급받는 대신, 작업 로봇(100)에 탑재된 전원 공급용 로봇(200,300)으로부터 전원을 공급받기 때문에, 테더 기능 중 가장 큰 부피를 차지하는 전원 공급선을 포함하는 테더 케이블의 제거가 가능하며, 수중에 테더 관리 장치(TMS; Tether Management System)나 도킹 스테이션(docking station)을 운용하지 않고도 작업 로봇으로 전원을 공급할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇(10)은 전원 공급을 위한 테더 케이블 없이도 작업 로봇(100)에 전원 공급이 가능하므로, 작업 로봇(100)은 테더 케이블로 인한 간섭으로부터 자유롭게, 그리고 작업 반경의 제한 없이 수중 작업을 수행할 수 있다.When the first
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 평면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 정면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 복합형 수중 작업 로봇의 좌측면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 작업 로봇(100)은 프레임(110), 탑재 프레임(111,112), 추진기(120), 로봇 아암(130), 영상 촬영 모듈(150), 전원 공급 모듈(160), 고정 및 분리 수단(171,172) 및 전원 케이블 부재(181,182)를 포함한다.FIG. 2 is a perspective view of a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of the hybrid type underwater work robot shown in FIG. 2, Fig. 5 is a left side view of the hybrid type underwater work robot shown in Fig. 2; Fig. 1 to 5, the
일 실시예에 있어서, 프레임(110)은 수중에서의 마찰력을 줄이고 추진력을 향상시키도록 하나 이상의 개구부(opening)를 포함한다. 프레임(110)은 예를 들어 기둥 형태로 제공되는 네 개의 수직 프레임에 의해 상,하 측의 프레임을 전,후,좌,우 위치에서 연결하는 형태로 제공될 수 있으며, 프레임(110)의 개구부는 프레임(110)의 측부와 하부에 형성될 수 있다. 프레임(110)에는 추진기(120), 추진기 구동부(도 8의 도면부호 121), 로봇 아암(130), 로봇 아암 구동부(도 8의 도면부호 131), 통신 모듈(도 8의 도면부호 140), 영상 촬영 모듈(150), 전원 공급 모듈(160), 고정 및 분리 수단(171,172), 전원 케이블 부재(181,182) 및 제어부(도 8의 도면부호 190)가 설치될 수 있다. 추진기 구동부(121), 로봇 아암 구동부(131), 통신 모듈(140), 영상 촬영 모듈(150), 전원 공급 모듈(160) 및 고정 및 분리 수단(171,172)은 제어부(도 8의 도면부호 190)에 의해 제어된다.In one embodiment, the
제1 탑재 프레임(111)은 제1 전원 공급용 로봇(200)을 탑재한다. 제2 탑재 프레임(112)은 제2 전원 공급용 로봇(300)을 탑재한다. 탑재 프레임(111,112)은 전원 공급용 로봇(200,300)의 크기 및 형상에 대응하도록 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 탑재 프레임(111,112)은 전원 공급용 로봇(200,300)의 적어도 일부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 탑재 프레임(111)과 제2 탑재 프레임(112)은 작업 로봇(100)의 균형을 확보하여 작업 로봇(100)의 자세를 수평으로 용이하게 유지할 수 있도록 각각 프레임(110)의 양측 상부에 설치될 수 있다.The
추진기(120)는 작업 로봇(100)을 추진시킨다. 추진기(120)는 예를 들어 하나 이상의 스러스터(thruster)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 로봇 아암(130)은 프레임(110)에서 전방 측에 설치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 로봇 아암(130)은 다관절 매니퓰레이터 형태로 제공되는 제1 로봇 아암(130a) 및 제2 로봇 아암(130b)을 포함할 수 있다. 제1 로봇 아암(130a)과 제2 로봇 아암(130b)은 동일한 구조로 제공될 수도 있고, 서로 다른 기능을 수행하도록 서로 다른 구조로 제공될 수도 있다.The propeller (120) propels the work robot (100). The
일 실시예에 있어서, 작업 로봇(100)에는 광섬유 통신선(141)을 권취하는 권취부(142)가 설치될 수 있다. 작업 로봇(100)의 통신 모듈(도 8의 도면부호 140)은 광섬유 통신선(141)을 통해 모선(400) 또는 지상 측의 통제부와 통신을 수행할 수 있다. 작업 로봇(100)의 통신 모듈(140)은 예를 들어 광섬유 통신선(141)을 통해 작업 로봇(100)으로부터 모선(400)의 통제실로 데이터를 전송하고, 모선(400)의 통제실로부터 작업 로봇(100)으로 전송되는 제어 명령 등의 신호를 수신할 수 있다. 광섬유는 직경이 얇아, 약 40km의 길이에 해당하는 광섬유 통신선(141)을 권취부(142)에 권취할 수 있으며, 이에 따라 작업 로봇(100)의 작업 영역이 확장되고, 지원선에 대한 의존성이 감소되며, 권취부(142), 예를 들어 스풀(spool)을 작업 로봇(100)에 탑재할 수 있어, 광섬유 통신선(141)에 가해지는 인장력이 최소화된다.In one embodiment, the
영상 촬영 모듈(150)은 작업 로봇(100)의 작업 로봇(100) 주변의 작업 영역에 대한 영상을 촬영한다. 일 실시예에 있어서, 영상 촬영 모듈(150)은 영상 촬영 장치(151) 및 조명 장치(152)를 포함할 수 있다. 영상 촬영 장치(151)는 예를 들어 프레임(110)에서 전면 상부 측에 설치될 수 있다. 영상 촬영 장치(151)는 예를 들어 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라 등으로 구현될 수 있으나, 영상을 촬영할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 영상 촬영 장치(151)에 의해 촬영된 영상은 예를 들어 광섬유(fiber optic) 통신선(141)을 통해 모선 측으로 전송될 수 있다. 조명 장치(152)는 작업 로봇(100)의 작업 영역을 향해 조명을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 조명 장치(152)는 프레임(110)에서 영상 촬영 장치(151)에 인접한 위치에 설치될 수 있다. 조명 장치(152)는 예를 들어 발광다이오드(LED; Light Emitting Diode)로 구현될 수 있으나, 조명을 제공할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.The
전원 공급 모듈(160)은 제1 전원 공급용 로봇(200)의 제1 전원 공급부(211) 및 제2 전원 공급용 로봇(300)의 제2 전원 공급부(311)로부터 제1 전원 및 제2 전원을 제공받아 작업 로봇(100)의 각 기능부로 전원을 공급한다. 전원 공급 모듈(160)에 대하여는 이후 도 9를 참조하여 후술한다.The
도 6은 도 2에 도시된 'A'부의 확대 사시도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 전원 케이블 부재(181,182)는 전원 공급용 로봇(200,300)이 탑재 프레임(111,112)에 탑재된 상태에서 전원 공급용 로봇(200,300)의 전원 공급부(도 4의 도면부호 211,311)와 연결되며, 전원 공급부(211,311)의 전원을 작업 로봇(100)의 전원 공급 모듈(160)로 공급한다. 일 실시예에 있어서, 전원 케이블 부재(181,182)는 탑재 프레임(111,112)의 하부 측에서 상부 측을 향해 돌출되도록 형성되며, 이에 따라 전원 공급용 로봇(200,300)이 탑재 프레임(111,112)에 탑재되면 전원 케이블 부재(181,182)가 전원 공급용 로봇(200,300)의 연결홀(212,312)에 삽입되어 전원 공급부(211,311)의 케이블 접속 단자에 연결될 수 있다.6 is an enlarged perspective view of the 'A' portion shown in FIG. 1 to 6, the power
고정 및 분리 수단(171,172)은 고정 부재(173,175) 및 구동 수단(174,176)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 고정 부재(173,175)는 프레임(110)의 양측에서 탑재 프레임(111,112)의 상부에 배치되도록 설치될 수 있으며, 프레임(110)의 슬라이드홈(110a)을 통해 인출입할 수 있다. 고정 부재(173,175)는 탑재 프레임(111,112)에 탑재된 전원 공급용 로봇(200,300)의 수용홈(도 7의 도면부호 213,313) 안으로 삽입되어 전원 공급용 로봇(200,300)을 탑재 프레임(111,112)에 고정시키고, 전원 공급용 로봇(200,300)의 수용홈(213,313)으로부터 인출되어 전원 공급용 로봇(200,300)을 작업 로봇(100)의 탑재 프레임(111,112)으로부터 분리시킨다.The fixing and separating means 171 and 172 include fixing
구동 수단(174,176)은 전원 공급 모드에서 고정 부재(173,175)가 수용홈(213,313) 안으로 삽입되도록 고정 부재(173,175)를 일 방향으로 구동하고, 전원 공급 모드로부터 충전 또는 교체 모드로의 전환시 고정 부재(173,175)가 수용홈(213,313)으로부터 인출되도록 고정 부재(173,175)를 일 방향의 반대 방향으로 구동한다. 구동 수단(174,176)은 예를 들어 유압 실린더, 랙-피니언 결합 또는 스크류 결합 등의 방식으로 고정 부재(173,175)를 구동할 수 있다.The driving means 174 and 176 drive the fixing
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급용 로봇의 측면도이다. 도 7을 참조하면, 전원 공급용 로봇(200,300)은 외부 프레임(200a,300a)의 적어도 일 측에 하나 이상의 연결홀(212,312) 및 수용홈(213,313)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 전원 공급용 로봇(200,300)의 외부 프레임(200a,300a)은 자율 무인 로봇(AUV; Autonomous Unmanned Vehicle)과 같은 유선 형태로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전원 공급용 로봇(200,300)은 전원 모듈(210,310), 센서 모듈(220,320) 및 이동 모듈(230,330)을 포함할 수 있다.7 is a side view of a power supply robot constituting a hybrid type underwater working robot according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, one or more connection holes 212 and 312 and receiving
전원 모듈(210,310)은 전원 공급부(211,311)를 내장하며, 전원 공급부(211,311)로부터 전원 공급용 로봇(200,300)의 외면 측으로 작업 로봇(100)의 전원 케이블 부재(181,182)가 삽입되는 연결홀(212,312)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 연결홀(212,312)은 작업 로봇(100)의 전원 케이블 부재(181,182)의 외경과 동일하거나 약간 크도록 제공될 수 있다. 전원 공급용 로봇(200,300)이 탑재 프레임(111,112) 상에 안착되면, 전원 케이블 부재(181,182)의 선단 측이 전원 공급용 로봇(200,300)의 전원 공급부(211,311)의 케이블 접속 단자에 접속되며, 이에 따라 전원 공급용 로봇(200,300)의 전원 공급부(211,311)로부터 작업 로봇(100)의 전원 공급 모듈(160)로 전원이 공급된다. 일 실시예에 있어서, 전원 공급용 로봇(200,300)의 수용홈(213,313)은 작업 로봇(100)의 고정 부재(172,174)와 동일하거나 약간 크도록 제공될 수 있다.The power supply modules 210 and 310 include
센서 모듈(220,320)은 하나 이상의 센서부(221,321)를 포함한다. 센서부(221,321)는 각종 센서를 이용하여 예를 들어 탐사 데이터를 수집할 수 있다. 센서부(221,321)는 예를 들어, 수중 영상 촬영 장치, 수온 측정 센서, 염분 측정 센서, 수심 측정 센서 또는 소나 센서 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 씨티디(CTD; Conductivity Temperature Depth recoder)를 이용하면, 전기전도도(염분으로 환산), 수온, 수심을 동시에 측정할 수도 있다. 소나 센서는 예를 들어 트랜스폰더로부터의 음파 신호(예를 들어, 초음파 신호)를 수신하여 작업 로봇(100)의 3차원 위치 정보를 검출하거나, 음파 신호를 송신하고 송신된 음파의 응답 음파를 분석하여 피측정 영역, 예를 들어 해저 지형 등에 대한 정보를 검출할 수 있다. 전원 공급용 로봇(200,300)의 센서 모듈(220,320)은 작업 로봇(100)의 수중 작업의 기능들 중 일부를 수행하며, 이에 따라 작업 로봇(100)의 크기를 줄여 복합형 수중 작업 로봇(10)의 전체 시스템의 크기를 최소화할 수 있다.The sensor modules 220 and 320 include one or more sensor units 221 and 321. The sensor units 221 and 321 can collect, for example, exploration data using various sensors. The sensor units 221 and 321 may include, for example, an underwater imaging apparatus, a water temperature measuring sensor, a salinity measuring sensor, a water depth measuring sensor or a sonar sensor. For example, Conductivity Temperature Depth Recorder (CTD) can be used to simultaneously measure electrical conductivity (in terms of salinity), water temperature and depth. The sonar sensor receives an acoustic wave signal (e.g., an ultrasonic signal) from, for example, a transponder and detects three-dimensional position information of the
이동 모듈(230,330)은 전원 공급용 로봇(200,300)에 부력을 제공하는 부력 장치 및 유영 기능을 제공하는 유영 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 모듈(230,330)에 부력 장치가 설치되는 경우, 전원 공급용 로봇(200,300)이 작업 로봇(100)으로부터 분리됨에 따라 부력에 의하여 수면 측으로 떠오르게 된다. 일 실시예에 있어서, 이동 모듈(230,330)은 항법 장치(231,331)를 포함할 수 있다. 항법 장치(231,331)는 예를 들어 전원 공급용 로봇(200,300)의 위치, 속도, 자세 등의 정보를 판단할 수 있다. 항법장치(231,331)는 예를 들어, 관성항법장치(INS; Inertial Navigation System) 또는 위성항법장치(GPS; Global Positioning System) 등으로 구현될 수 있다. 항법장치(231,331)는 전원 공급용 로봇(200,300)의 위치, 속도, 자세 등의 정보에 기초하여, 추진체(232,332)를 구동하는 모터(233,333) 및 전원 공급용 로봇(200,300)의 방향을 조절하는 방향 조절부(234,334)를 제어할 수 있다. 방향 조절부(234,334)는 예를 들어 밸러스트(ballast), 또는 방향타(rudder) 등을 포함할 수 있다.The movement modules 230 and 330 may include at least one of a buoyancy device for providing buoyancy to the
일 실시예에 있어서, 전원 공급용 로봇(200,300)의 각 모듈, 예를 들어 센서 모듈, 전원 모듈 등은 분리 가능한 구조로 제공될 수 있다. 이에 따라, 모선(400) 측으로 회수된 전원 공급용 로봇(200,300)의 각 모듈을 분리하여 센서 모듈(220,320) 및 전원 공급부(210,310)를 다른 센서부가 내장된 센서 모듈(220,320) 및 충전된 전원 공급부(211,311)가 내장된 전원 모듈(210,310)로 교체하거나, 전원 모듈(210,310)의 전원 공급부(211,311)를 인출하여 충전한 후 다시 전원 모듈(210,310)에 장착하고, 각 모듈을 조립한 다음 수중으로 진수할 수 있다.In an embodiment, each module of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇의 구성도이다. 도 8을 참조하면, 전원 공급 모듈(160)은 제1 전원 공급용 로봇(200)의 제1 전원 공급부(211)로부터 제1 전원을 제공받고, 제2 전원 공급용 로봇(300)의 제2 전원 공급부(311)로부터 제공되는 제2 전원을 제공받아, 작업 로봇(100)의 각 기능부, 예를 들어, 추진기(120)를 구동하는 추진기 구동부(121), 로봇 아암(130)을 구동하는 로봇 아암 구동부(131), 통신 모듈(140), 영상 촬영 모듈(150), 고정 및 분리 수단(171,172) 및 제어부(190)로 전원을 분배하여 공급한다.8 is a configuration diagram of a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention. 8, the
일 실시 예로, 전원 공급 장치(164)는 예를 들어, 복합형 수중 작업 로봇(10)이 하나의 전원 공급용 로봇만을 구비하는 경우에, 전원 공급용 로봇이 전원 교체 또는 충전 작업을 위하여 작업 로봇(100)으로부터 분리되어 있는 동안, 작업 로봇(100)으로 전원을 공급할 수 있다. 일 실시 예로, 작업 로봇(100)의 제어부(190)는 전원 공급용 로봇(200,300)에 설치된 센서 모듈(220,320)을 제어하여 각종 작업을 수행할 수 있다.For example, when the hybrid type
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급 모듈의 구성도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 전원 공급 모듈(160)은 전원 감지부(161), 전원 선택부(162) 및 전원 분배 공급부(163)를 포함한다. 전원 감지부(161)는 제1 전원 공급용 로봇(200)으로부터의 제1 전원 및 제2 전원 공급용 로봇(300)으로부터의 제2 전원의 전원 잔여량을 감지한다. 전원 선택부(162)는 전원 감지부(161)의 감지 결과에 따라, 예를 들어 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 전원 잔여량이 보다 큰 전원 공급용 로봇(200,300)의 전원을 선택한다. 전원 분배 공급부(163)는 전원 선택부(162)에 의해 선택된 전원을 분배하여 작업 로봇(100)의 각 기능부로 전원을 공급한다.9 is a configuration diagram of a power supply module constituting a hybrid type underwater work robot according to an embodiment of the present invention. 8 and 9, the
일 실시예에 있어서, 전원 공급 모듈(160)은 하나의 모듈로 제공될 수도 있고, 2개 이상의 모듈로 제공될 수도 있다. 예를 들어 전원 공급 모듈(160)은 제1 전원 공급용 로봇(200)으로부터 공급되는 제1 전원을 제공받는 제1 전원 공급 모듈과, 제2 전원 공급용 로봇(200)으로부터 공급되는 제2 전원을 제공받는 제2 전원 공급 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 전원 선택부(162)는 전원 감지부(161)의 전원 감지 결과에 따라서, 전원 잔여량이 보다 큰 전원 공급용 로봇, 예를 들어 제1 전원 공급용 로봇(200)에 연결된 제1 전원 공급 모듈을 선택할 수 있다.In one embodiment, the
본 발명의 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇(10)을 구성하는 작업 로봇(100)은 저장장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 저장장치에는 예를 들어 전원 공급용 로봇(200,300)이 분리되는 시점을 결정하기 위해 전원 잔류량과의 비교를 위하여 설정되는 임계값, 작업 로봇(100)의 항로에 관한 정보, 또는 작업 로봇(100) 및 전원 공급용 로봇(200,300)에 의해 수집된 데이터 등이 저장될 수 있다.The
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합형 수중 작업 로봇을 구성하는 전원 공급용 로봇의 측면도이다. 도 11에 도시된 실시예를 설명함에 있어서, 도 7에 도시된 실시예와 동일한 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 본 명세서의 도면에서 동일한 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면 부호가 사용된다.11 is a side view of a power supply robot constituting a hybrid underwater working robot according to another embodiment of the present invention. In the following description of the embodiment shown in FIG. 11, the same reference numerals will be given to the same components as those shown in FIG. Like reference numerals in the drawings denote like elements in the drawings.
도 11을 참조하면, 전원 공급용 로봇(200,300)은 툴 모듈(240,340)을 더 포함한다. 툴 모듈(240,340) 내에는 하나 이상의 작업 툴(241,341)이 보관된다. 툴 모듈(240,340)의 하면 측에는 개폐 가능한 게이트(242,342)가 형성된다. 게이트(242,342)는 슬라이드 개폐 구조나 힌지 개폐 구조, 또는 그 밖의 다양한 방식으로 개폐될 수 있다. 예를 들어, 모선 측의 작업자는 전원 공급용 로봇(200,300)의 전원을 교체하거나 충전하는 동안, 게이트(242,342)를 개방한 후, 게이트(242,342)를 통해 툴 모듈(240,340) 내에 작업 툴(241,341)을 투입할 수 있다.Referring to FIG. 11, the
이어서, 전원 공급용 로봇(200,300)이 수중으로 진수되어 해저의 작업 영역 부근으로 이동되면, 전원 공급용 로봇(200,300)은 이를 감지하여 게이트(242,342)를 자동으로 개방하며, 그에 따라 작업 툴(241,341)은 해저 상의 작업 공간으로 배출된다. 이어서, 전원 공급용 로봇(200,300)은 자동으로 게이트(242,342)를 닫은 다음, 작업 로봇(100)에 체결되어 작업 로봇(100)으로 전원을 공급하는 역할을 수행하게 된다. 작업 로봇(100)은 전원 공급용 로봇(200,300)으로부터 전원을 공급받아 해저 상으로 낙하된 작업 툴(241,341)을 이용하여 각종 작업을 수행할 수 있다.When the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 전원 공급 방법의 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 먼저 단계 S11에서 작업 로봇(100)은 제1 전원 공급용 로봇(200)으로부터 제1 전원을 공급받아 수중 작업을 수행하며, 작업 로봇(100)의 전원 공급 모듈(160)은 제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원 잔여량을 감지한다. 단계 S12에서 제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원 잔여량이 임계값에 미달하는 것으로 판단되면, 작업 로봇(100)은 제1 전원 공급용 로봇(200) 대신 제2 전원 공급용 로봇(300)으로부터 제2 전원을 공급받아 수중 작업을 수행하고, 제2 전원 공급용 로봇(300)의 전원 잔여량을 감지한다. 다음으로, 단계 S13에서 제1 전원 공급용 로봇(200)은 고정 및 분리 수단(171)에 의해 작업 로봇(100)으로부터 분리되며, 단계 S14에서 제1 전원 공급용 로봇(200)의 충전 또는 교체를 위하여 제1 전원 공급용 로봇(200)은 부력에 의해 수면으로 상승하거나 수중 유영하여 소정의 위치, 예를 들어 모선(400) 측의 수면으로 이동한다. 단계 S15에서 제1 전원 공급용 로봇(200)은 모선(400)으로 회수되며, 모선(400) 측의 작업자는 전원을 충전하거나 교체한 후, 제1 전원 공급용 로봇(200)을 수중으로 진수한다. 수중 진수된 제1 전원 공급용 로봇(200)은 작업 로봇(100)으로 이동하며, 작업 로봇(100)의 탑재 프레임(111)에 탑재된다. 이에 따라, 제1 전원 공급용 로봇(200)의 제1 전원 공급부(211)로부터 작업 로봇(100)의 전원 케이블 부재(181,182)를 통해 작업 로봇(100)의 전원 공급 모듈(160)로 전원이 공급되며, 제1 전원 공급용 로봇(200)은 고정 및 분리 수단(171)에 의해 작업 로봇(100)에 고정된다.10 is a flowchart of a power supply method of a work robot according to an embodiment of the present invention. 10, in step S11, the
단계 S16에서 작업 로봇(100)의 작업 수행에 따라 제2 전원 공급용 로봇(200)의 전원 잔여량이 임계값에 미달하게 되면, 작업 로봇(100)은 다시 제2 전원 공급용 로봇(300) 대신 제1 전원 공급용 로봇(200)으로부터 전원을 공급받아 수중 작업을 수행하며, 제1 전원 공급용 로봇(200)의 전원 잔여량을 감지한다. 다음으로, 단계 S17에서 제2 전원 공급용 로봇(300)은 고정 및 분리 수단(172)에 의해 작업 로봇(100)으로부터 분리되며, 단계 S18에서 제2 전원 공급용 로봇(300)의 충전 또는 교체를 위하여 제2 전원 공급용 로봇(300)은 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중 유영하여 소정의 위치, 예를 들어 모선(400) 측으로 이동한다.If the remaining power of the second
본 발명의 실시예에 의하면, 복합형 수중 작업 로봇(10)은 두 개의 전원 공급용 로봇(200,300)을 순차적으로 이용하여 작업 로봇(100)으로 전원을 공급하므로, 수중 작업을 연속적으로 수행할 수 있으며, 반영구적으로 수중 작업을 수행할 수 있다. 이상의 실시예에서는 2개의 전원 공급용 로봇(200,300)을 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 복합형 수중 작업 로봇(10)은 하나의 전원 공급용 로봇을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 전원 공급용 로봇이 전원 충전 또는 교체를 위해 작업 로봇으로부터 분리되어 있는 동안 작업 로봇의 배터리를 이용하여 임시적으로 작업을 수행할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the hybrid
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modified embodiments are also within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and that the technical scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.
10: 복합형 수중 작업 로봇 100: 작업 로봇
110: 프레임 111,112: 탑재 프레임
120: 추진기 121: 추진기 구동부
130: 로봇 아암 131: 로봇 아암 구동부
140: 통신 모듈 150: 영상 촬영 모듈
151: 영상 촬영 장치 152: 조명 장치
160: 전원 공급 모듈 161: 전원 감지부
162: 전원 선택부 163: 전원 분배 공급부
164: 전원 공급 장치 171,172: 고정 및 분리 수단
181,182: 전원 케이블 부재 190: 제어부
200: 제1 전원 공급용 로봇 210: 전원 모듈
211: 제1 전원 공급부 212,312: 연결홀
213,313: 수용홈 220,230: 센서 모듈
221,321: 센서부 230,330: 이동 모듈
231,331: 항법 장치 232,332: 추진체
233,333: 모터 234,334: 방향 조절부
240,340: 툴 모듈 241,341: 작업 툴
242,342: 게이트 300: 제2 전원 공급용 로봇
311: 제2 전원 공급부 400: 모선10: Combined Underwater Work Robot 100: Work Robot
110:
120: propeller 121: propeller drive
130: Robot arm 131: Robot arm drive unit
140: communication module 150: image capturing module
151: image capturing device 152: illuminating device
160: power supply module 161: power detection unit
162: Power selection unit 163: Power distribution unit
164: power supply 171,172: fixing and separating means
181, 182: power cable member 190:
200: first power supply robot 210: power supply module
211: first
213, 213: receiving groove 220, 230: sensor module
221, 321: Sensor unit 230, 330: Moving module
231,331: navigation device 232,332: propellant
233, 333: motors 234, 334:
240, 340: Tool module 241, 341:
242,342: Gate 300: Second power supply robot
311: second power supply unit 400: mother bus
Claims (13)
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 제1 전원 공급용 로봇 및 제2 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 작업 로봇은, 상기 제1 전원 공급용 로봇의 제1 전원 공급부 및 상기 제2 전원 공급용 로봇의 제2 전원 공급부로부터 제1 전원 및 제2 전원을 제공받고, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원의 전원 잔여량을 감지하여, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 하나를 선택하고, 선택한 전원을 상기 작업 로봇의 각 기능부로 분배하여 공급하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, A first power supply robot and a second power supply robot which move to a predetermined position,
Wherein the work robot is provided with a first power supply and a second power supply from a first power supply of the first power supply robot and a second power supply of the second power supply robot, Wherein the robot controller selects one of the first power source and the second power source by sensing the remaining power of the power source and distributes the selected power source to each functional part of the working robot.
상기 작업 로봇은,
상기 전원 공급용 로봇을 탑재하는 탑재 프레임; 및
상기 전원 공급용 로봇의 상기 작업 로봇으로의 전원 공급 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임에 고정시키고, 상기 전원 공급용 로봇의 충전 또는 교체 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임으로부터 분리시키는 고정 및 분리 수단을 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.The method according to claim 1,
The work robot includes:
A mounting frame for mounting the power supply robot; And
The power supply robot is fixed to the mount frame in a power supply mode to the work robot of the power supply robot and the power supply robot is separated from the mount frame in the charge or replacement mode of the power supply robot And a fixed and separating means for guiding the workpiece to the workpiece.
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 작업 로봇은,
상기 전원 공급용 로봇을 탑재하는 탑재 프레임; 및
상기 전원 공급용 로봇의 상기 작업 로봇으로의 전원 공급 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임에 고정시키고, 상기 전원 공급용 로봇의 충전 또는 교체 모드에서 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임으로부터 분리시키는 고정 및 분리 수단을 포함하며,
상기 전원 공급용 로봇은 적어도 일 측에 하나 이상의 연결홀이 형성된 외부 프레임을 포함하며,
상기 고정 및 분리 수단은,
상기 탑재 프레임에 탑재된 상기 전원 공급용 로봇의 상기 연결홀 안으로 삽입되어 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임에 고정시키고, 상기 연결홀으로부터 인출되어 상기 전원 공급용 로봇을 상기 탑재 프레임으로부터 분리시키는 고정 부재; 및
상기 전원 공급 모드에서 상기 고정 부재가 상기 연결홀 안으로 삽입되도록 상기 고정 부재를 일 방향으로 구동하고, 상기 전원 공급 모드로부터 상기 충전 또는 교체 모드로의 전환시 상기 고정 부재가 상기 연결홀로부터 인출되도록 상기 고정 부재를 상기 일 방향의 반대 방향으로 구동하는 구동 수단을 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And at least one power supply robot moving to a predetermined position,
The work robot includes:
A mounting frame for mounting the power supply robot; And
The power supply robot is fixed to the mount frame in a power supply mode to the work robot of the power supply robot and the power supply robot is separated from the mount frame in the charge or replacement mode of the power supply robot And fixing and separating means,
Wherein the power supply robot includes an outer frame having at least one connection hole formed on at least one side thereof,
Wherein the fixing and separating means comprises:
Wherein the power supply robot is inserted into the connection hole of the power supply robot mounted on the mount frame to fix the power supply robot to the mount frame and to fix the power supply robot to be detached from the mount frame, absence; And
The fixing member is driven in one direction so that the fixing member is inserted into the connection hole in the power supply mode and the fixing member is pulled out from the connection hole at the time of switching from the power supply mode to the charging or replacement mode, And driving means for driving the fixing member in the direction opposite to the one direction.
상기 작업 로봇은,
상기 전원 공급용 로봇을 탑재하는 탑재 프레임; 및
상기 전원 공급용 로봇이 상기 탑재 프레임에 탑재된 상태에서 상기 전원 공급용 로봇의 상기 전원 공급부와 연결되며, 상기 전원 공급부의 전원을 상기 작업 로봇의 전원 공급 모듈로 공급하는 전원 케이블 부재를 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.The method according to claim 1,
The work robot includes:
A mounting frame for mounting the power supply robot; And
And a power cable member connected to the power supply unit of the power supply robot in a state where the power supply robot is mounted on the mount frame and supplying the power of the power supply unit to the power supply module of the work robot Type underwater work robot.
상기 제1 전원 공급용 로봇은, 상기 작업 로봇의 제1 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제1 전원 공급부를 포함하며, 상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하며,
제2 전원 공급용 로봇은, 상기 작업 로봇의 제2 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 상기 제2 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 복합형 수중 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the first power supply robot includes a first power supply unit mounted removably on a first mounting frame of the work robot and mounted on the work robot to supply power to the work robot, The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the supply part, and is lifted to the water surface by the buoyant force or swims in water and moves to a predetermined position,
The second power supply robot includes a second power supply unit mounted on the second mounting frame of the work robot so as to be detachable and mounted on the work robot to supply power to the work robot, Wherein the robot is separated from the work robot for filling or replacing the robot and moves up to a water surface by buoyancy or swims in water to move to a predetermined position.
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 하나 이상의 전원 공급용 로봇은,
상기 작업 로봇의 제1 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제1 전원 공급부를 포함하며, 상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 제1 전원 공급용 로봇; 및
상기 작업 로봇의 제2 탑재 프레임에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 탑재되어 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 제2 전원 공급부를 포함하며, 상기 제2 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 제2 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 작업 로봇은,
적어도 일 측에 개구부가 형성된 프레임;
상기 프레임에 설치되며, 상기 제1 전원 공급용 로봇의 상기 제1 전원 공급부 및 상기 제2 전원 공급용 로봇의 상기 제2 전원 공급부로부터 제1 전원 및 제2 전원을 제공받아 상기 작업 로봇의 각 기능부로 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 포함하며,
상기 전원 공급 모듈은,
상기 제1 전원 및 상기 제2 전원의 전원 잔여량을 감지하는 전원 감지부;
상기 전원 감지부의 감지 결과에 따라 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 하나를 선택하는 전원 선택부; 및
상기 전원 선택부에 의해 선택된 전원을 분배하여 상기 작업 로봇의 각 기능부로 전원을 공급하는 전원 분배 공급부를 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And at least one power supply robot moving to a predetermined position,
Wherein the at least one power supply robot comprises:
And a first power supply unit mounted on the first mounting frame of the work robot and detachably mounted on the work robot for supplying electric power to the work robot, A first power supply robot which is detached from the robot and ascends to the water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position; And
And a second power supply unit mounted on the second mounting frame of the work robot and detachably mounted on the work robot for supplying power to the work robot, And a second power supply robot which is separated from the robot and ascends to the water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position,
The work robot includes:
A frame having an opening formed on at least one side thereof;
And a second power supply unit that is provided in the frame and receives the first power supply and the second power supply from the first power supply unit of the first power supply robot and the second power supply unit of the second power supply robot, And a power supply module for supplying power to the sub-
The power supply module includes:
A power sensing unit for sensing a power remaining amount of the first power source and the second power source;
A power selection unit selecting one of the first power source and the second power source according to the detection result of the power sensing unit; And
And a power distribution unit for distributing the power selected by the power selection unit and supplying power to each function unit of the work robot.
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 하나 이상의 전원 공급용 로봇은,
하나 이상의 작업 툴을 내장하며, 상기 작업 툴을 외부로 배출하기 위한 게이트를 구비하는 툴 모듈을 더 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And at least one power supply robot moving to a predetermined position,
Wherein the at least one power supply robot comprises:
Further comprising a tool module having at least one working tool embedded therein and a gate for discharging the working tool to the outside.
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 작업 로봇은,
적어도 일 측에 개구부가 형성된 프레임;
상기 프레임에 설치되는 추진기;
상기 프레임에 설치되며, 상기 추진기를 구동하는 추진기 구동부;
상기 프레임에 설치되는 로봇 아암;
상기 프레임에 설치되며, 상기 로봇 아암을 구동하는 로봇 아암 구동부;
상기 프레임에 설치되는 통신 모듈;
상기 프레임에 설치되는 영상 촬영 모듈;
상기 프레임에 설치되는 전원 공급 모듈; 및
상기 프레임에 설치되며, 상기 추진기 구동부, 상기 로봇 아암 구동부, 상기 통신 모듈, 상기 영상 촬영 모듈 및 상기 전원 공급 모듈을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 전원 공급 모듈은 상기 전원 공급용 로봇의 상기 전원 공급부로부터 전원을 제공받아 상기 추진기 구동부, 상기 로봇 아암 구동부, 상기 통신 모듈, 상기 영상 촬영 모듈 및 상기 제어부로 전원을 공급하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And at least one power supply robot moving to a predetermined position,
The work robot includes:
A frame having an opening formed on at least one side thereof;
A propeller installed in the frame;
A propeller driving unit installed in the frame and driving the propeller;
A robot arm installed in the frame;
A robot arm driver installed in the frame for driving the robot arm;
A communication module installed in the frame;
An imaging module installed in the frame;
A power supply module installed in the frame; And
And a control unit installed in the frame for controlling the propeller drive unit, the robot arm drive unit, the communication module, the image pickup module, and the power supply module,
Wherein the power supply module receives power from the power supply unit of the power supply robot and supplies power to the propeller drive unit, the robot arm drive unit, the communication module, the image pickup module, and the control unit.
상기 작업 로봇은 광섬유를 권취하는 권취부를 더 포함하며,
상기 통신 모듈은 상기 광섬유를 통해 모선 또는 지상 측의 통제부와 통신을 수행하는 복합형 수중 작업 로봇.9. The method of claim 8,
Wherein the work robot further includes a winder for winding the optical fiber,
Wherein the communication module communicates with the control unit on the bus or ground side through the optical fiber.
상기 작업 로봇에 분리 가능하도록 탑재되고, 상기 작업 로봇에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 작업 로봇으로부터 분리되어 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 하나 이상의 전원 공급용 로봇을 포함하며,
상기 작업 로봇은 상기 작업 로봇의 전원 공급 모듈과 연결되는 전원 케이블 부재를 포함하며,
상기 전원 공급용 로봇은,
상기 전원 공급부를 내장하며, 상기 전원 공급부로부터 상기 전원 공급용 로봇의 외면 측으로 상기 작업 로봇의 상기 전원 케이블 부재가 삽입되는 연결홀이 형성된 전원 모듈;
하나 이상의 센서부를 포함하는 적어도 하나의 센서 모듈; 및
부력을 제공하는 부력 장치 및 유영 기능을 제공하는 유영 장치 중 적어도 하나를 포함하는 이동 모듈을 포함하는 복합형 수중 작업 로봇.A work robot that performs work in water; And
And a power supply unit that is detachably mounted on the work robot and supplies power to the work robot. The work robot is separated from the work robot for charging or replacing the power supply unit, And at least one power supply robot moving to a predetermined position,
Wherein the work robot includes a power cable member connected to a power supply module of the work robot,
The power supply robot includes:
A power module including the power supply unit and having a connection hole through which the power cable member of the work robot is inserted from the power supply unit to the outer surface side of the power supply robot;
At least one sensor module including at least one sensor portion; And
A moving module including at least one of a buoyancy device for providing buoyancy and a swimming device for providing a swimming function.
상기 작업 로봇이, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원의 전원 잔여량을 감지하여, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 하나를 선택하고, 선택한 전원을 상기 작업 로봇의 각 기능부로 분배하여 공급하는 단계;
상기 제1 전원 공급부의 상기 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 제1 전원 공급용 로봇을 상기 작업 로봇으로부터 분리시키는 단계; 그리고
상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 제1 전원 공급용 로봇이 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 단계를 포함하는 작업 로봇의 전원 공급 방법.The work robot receives the first power and the second power from the first power supply unit of the first power supply robot installed on the work robot and the second power supply unit of the second power supply robot installed on the work robot, Detecting a remaining power level of the first power supply unit;
Wherein the work robot senses a remaining power level of the first power source and the second power source to select one of the first power source and the second power source and distributes the selected power source to each functional unit of the work robot step;
Separating the first power supply robot from the working robot when the power remaining amount of the first power supply unit is less than a preset threshold value; And
Wherein the first power supply robot moves up to a water surface by buoyancy or swims in water and moves to a predetermined position for charging or replacing the first power supply unit.
상기 제1 전원 공급부의 상기 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 전원 잔여량을 감지하는 단계 및 상기 분리시키는 단계 사이에, 상기 작업 로봇이 상기 작업 로봇에 설치된 제2 전원 공급용 로봇의 제2 전원 공급부로부터 제2 전원을 공급받아 수중에서 작업을 수행하며, 상기 제2 전원 공급부의 전원 잔여량을 감지하는 단계를 더 포함하는 작업 로봇의 전원 공급 방법.12. The method of claim 11,
Wherein when the remaining amount of power of the first power supply unit is less than a predetermined threshold value, the step of detecting the remaining amount of power and the step of separating, Further comprising the steps of: receiving a second power from a power supply unit and performing work in water; and sensing a remaining power level of the second power supply unit.
상기 이동하는 단계 이후,
상기 제1 전원 공급부의 충전 또는 교체가 완료되면, 상기 제1 전원 공급용 로봇이 상기 작업 로봇으로 이동하는 단계;
상기 제2 전원 공급부의 전원 잔여량이 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 상기 작업 로봇이 상기 제1 전원 공급용 로봇의 상기 제1 전원 공급부로부터 상기 제1 전원을 공급받아 수중에서 작업을 수행하는 단계;
상기 제2 전원 공급용 로봇을 상기 작업 로봇으로부터 분리시키는 단계; 그리고
상기 제2 전원 공급부의 충전 또는 교체를 위하여 상기 제2 전원 공급용 로봇이 부력에 의하여 수면으로 상승하거나 수중에서 유영하여 소정의 위치로 이동하는 단계를 더 포함하는 작업 로봇의 전원 공급 방법.13. The method of claim 12,
After the moving step,
Moving the first power supply robot to the work robot when charging or replacement of the first power supply unit is completed;
The work robot receives the first power from the first power supply unit of the first power supply robot and performs work in water when the remaining power of the second power supply unit is less than a preset threshold value;
Separating the second power supply robot from the work robot; And
Further comprising the step of the second power supply robot moving up to a water surface by buoyancy or swimming in water to a predetermined position for charging or replacing the second power supply unit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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